اثر پوشش‌هاي جنگلي پهن‌برگ و سوزني‌برگ بر شاخص‌هاي ميكروبي خاك

The effects of broad and needle-leaved forest covers on soil microbial indices

سابقه و هدف: افزايش روزافزون ميزان گازهاي گلخانه اي (به‌ويژه گازهاي دي‌اكسيدكربن، متان و نيتروز اكسيد) و تغييرات اقليمي بر كسي پوشيده نيست. پژوهش ها بيانگر آن است كه تغييرات اين گازها تا حد زيادي متاثر از تغييرپذيري شاخص هاي ميكروبي خاك بوده و جنگل كاري با گونه هاي مختلف، به عنوان يك راهكار مديريتي، مي‌تواند اثرات معني داري بر اين شاخص ها داشته باشد. در اين پژوهش، اثر پوشش هاي جنگلي پهن‌برگ (توسكاييلاقي، ون، افراپلت، بلوط بلندمازو) و سوزني برگ (زربين و كاج سياه) بر تغييرپذيري شاخص هاي ميكروبي خاك مورد توجه قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: در هر يك از پوشش هاي جنگلي مورد نظر، مستقر در حوزه شركت چوب و كاغذ مازندران، تعداد 10 نمونه خاك از عمق هاي 10-0 و 20-10 سانتي متري (مجموعاً 20 نمونه) برداشت شد. وزن مخصوص ظاهري، بافت، رطوبت، اسيديته، كربن آلي، نيتروژن كل و مشخصه هاي ميكروبي (تنفس ميكروبي، زيتوده ميكروبي كربن و نيتروژن، ضريب متابوليك) در محيط آزمايشگاه مورد سنجش و محاسبه قرار گرفت. يافته‌ها: تجزيه واريانس مقادير مشخصه هاي فيزيكي و شيميايي خاك حاكي از وجود تفاوت هاي آماري معني‌دار در ارتباط با پوشش هاي جنگلي (به‌جز مشخصه وزن مخصوص ظاهري) و عمق هاي خاك (به‌جز مشخصه‌هاي شن، سيلت و pH) مي باشد. بيش‌ترين مقادير مشخصه هاي تنفس ميكروبي (16/1 ميلي گرم بر گرم)، زيتوده ميكروبي كربن (68/334 ميلي گرم بر كيلوگرم)، نسبت زيتوده ميكروبي كربن به نيتروژن (99/11) و ضريب متابوليكي (64/3 ميكروگرم دي‌اكسيدكربن بر ميلي گرم زيست توده ميكروبي كربن در روز) به پوشش جنگلي كاج سياه اختصاص داشته در حالي‌كه بالاترين مقدار زيتوده ميكروبي نيتروژن (33/38 ميلي گرم بر كيلوگرم) خاك در توده جنگلي توسكاييلاقي مشاهده شد. مطابق با نتايج تجزيه به مولفه هاي اصلي، بيش‌ترين مقادير مشخصه هاي ميكروبي خاك (به‌جز پارامتر زيتوده ميكروبي نيتروژن) به پوشش هاي جنگلي كاج سياه، زربين و بلندمازو اختصاص داشته كه در ارتباط مستقيم با مقادير كربن آلي، نسبت كربن به نيتروژن، محتوي رطوبت و سيلت خاك مي باشند. در حالي‌كه مشخصه هاي نيتروژن كل، رس، وزن مخصوص ظاهري و شن منجربه تجمع بيش‌تر زيتوده ميكروبي نيتروژن در خاك تحت پوشش‌هاي جنگلي توسكا، ون و پلت شده‌اند. نتيجه‌گيري: نتايج بر اين امر دلالت دارد كه در انتخاب نوع گونه براي جنگل كاري، در راستاي كاهش اثر تغييرات اقليمي با بهبود شاخص هاي ميكروبي، به كيفيت و سلامت خاك در منطقه بايد توجه خاصي شود.

Background and Objectives: Nowadays, the increasing of greenhouse gases, especially carbon dioxide, methane and nitrous oxide and also climate change phenomena is obvious for whole of peoples. Findings indicated that the changes of these gases are strongly effected by variability of soil microbial indices and afforestation with different species, as a management strategy, has significant effects on these indices. Present research was carried out for studying the effect of broad-leaved (alnus, ash, maple and oak) and needle-leaved (cupressus and pine) forest covers on variability of soil microbial indices. Materials and Methods: Soil sampls were excavated in ten points from 0-10 and 10-20 cm depths, resulting 20 samples, for each forest covers located in Wood and Paper Company of Mazandaran. Soil bulk density, texture, moisture, pH, organic carbon, total nitrogen and microbial indices (microbial respiration, carbon and nitrogen microbial biomass, metabolic quotient) were measured and calculated at the laboratory. Results: Analysis of variance results for soil physic-chemical properties showed significant statistical differences related to forest covers (except for bulk density) and soil depths (except for sand, silt and pH). Greater amounts of soil microbial respiration (1.16 mg g-1), carbon (334.68 mg kg-1) and nitrogen (11.19 mg kg-1) microbial biomass, carbon to nitrogen microbial biomass ratio (11.99) and metabolic quotient (3.64 ?g CO2-C mg-1 MBC day-1) were found in pine forest, whereas the higher values of nitrogen microbial biomass (38.33 mg kg-1) was recorded in Alnus forest stand. In accordance with PCA results, the most amounts of soil microbial properties (except for nitrogen microbial biomass) were belong to pine, cupressus and oak forest covers that are related to soil organic carbon, carbon to nitrogen ratio, water content and silt characters. Whereas, the properties of total nitrogen, bulk density and sand are due to more assemblage of nitrogen microbial biomass under alnus, ash and maple forest covers. Conclusions: The findings of this study is indicating that the soil quality and health must be considered for selection of tree species in afforestation programs regarding to the reduction effect of climate changes with improving microbial indices.